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Orientadores: Gustavo Quevedo Romero, Paula Munhoz de Omena Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: O aumento das temperaturas médias globais pode influenciar as interações ecológicas por meio de mudanças nas taxas metabólicas e comportamentais dos organismos. A resposta da interação predador-presa ao aumento de temperatura depende da resposta relativa das espécies envolvidas, que pode variar por diferentes sensibilidades termais, comportamentos, tamanho do predador e estratégias de predação. Os organismos ectotermos de ecossistemas lênticos tropicais, que regulam sua temperatura interna a partir de fontes externas, são especialmente vulneráveis às mudanças climáticas. Logo, é fundamental entender a influência do aumento das temperaturas globais sobre o comportamento e o crescimento de predadores nesses sistemas. Para analisar essa influência, comparamos o comportamento de predação, i.e., o tempo de captura, o tempo de manipulação da presa, a taxa de consumo, e as taxas de crescimento de predadores em microcosmos sob temperatura ambiental e 4°C acima da temperatura ambiental, conforme previsto por modelos climáticos para 2100. Utilizamos quatro espécies de insetos predadores de ecossistemas lênticos, dois Hemiptera e dois Odonata: respectivamente, Belostoma sp., Buenoa sp., Erythrodiplax sp. e Nehalennia sp. Elas possuem diferentes peças bucais, estratégias de predação, dentre outras características. Utilizamos modelos lineares de efeito misto e análises de covariância para mensurar o efeito do aquecimento, com o tamanho corporal como covariável. O aquecimento influenciou principalmente o tempo de captura, a taxa de consumo e a taxa de crescimento, enquanto o tempo de manipulação da presa não foi significativamente alterado pelo aumento da temperatura. O tamanho corporal interagiu com o aquecimento em algumas medidas, mostrando ser importante sua consideração na resposta às mudanças climáticas. O aumento de temperatura levou a um menor tempo de captura em Belostoma sp., interagiu com o tamanho em Erythrodiplax sp. e Nehalennia sp., enquanto aumentou o tempo de captura em Buenoa sp. O tempo de manipulação foi influenciado apenas pelo tamanho em Erythrodiplax sp. As taxas de consumo aumentaram com o aquecimento em Belostoma sp., e diminuíram em Buenoa sp. Já em Erythrodiplax sp. o consumo variou com o tamanho em cada tratamento, apresentando uma interação mais complexa. Quanto às taxas de crescimento, Belostoma sp. apresentou uma aceleração nos tamanhos menores por conta do aumento de temperatura, porém essa aceleração foi reduzida nos maiores. Nossos resultados sugerem que a resposta dos predadores aquáticos não é homogênea, e que pode variar dependendo de características como diferentes sensibilidades termais, faixas de tamanho, comportamentos, estratégias de predação e tipos de presa. O fato de o tamanho corporal influenciar diferencialmente a resposta comportamental e fisiológica dos predadores pode indicar que diferenças interespecíficas podem interferir na relação entre o tamanho e a resposta da predação ao aquecimento. A resposta dessa interação ao aquecimento mostrou não seguir um padrão único entre as diferentes espécies de predadores e isso deve ser levado em conta na conservação da biodiversidade dos ecossistemas de água doce frente às mudanças climáticas Abstract: The increase in mean global temperatures may affect the ecological interactions through its changes on the metabolic and behavioral rates of the organisms. The predator-prey interaction' response to the increase in temperature depending on the relative response of the involved species. This response can vary due to different thermal sensitivities, behaviors, predator's size, and predation strategies. The ectotherm organisms from tropical lentic ecosystems that regulate its body temperature from external sources are especially vulnerable to climate changes. Thus, it is fundamental to understand how warming affects the behavior and the growth of predators in these systems. To analyze this influence, we compare predation behavior, i.e., the capture time, prey handling time, and consumption rate, and the growth rates of predators in microcosms under room temperature and 4°C above the room temperature, according to the predicted by climate models for the year 2100. We used four species of predator insects from lentic ecosystems, two Hemiptera and two Odonata, respectively, Belostoma sp., Buenoa sp., Erythrodiplax sp., and Nehalennia sp. They have different mouth parts, predation strategies, among other features. We analyzed the effect of warming using linear mixed-effects models and analysis of covariance (ANCOVA), with the size as the covariable. Warming affects mainly the capture times, consumption rates, and growth rates, while the prey handling time was not significantly altered by it. Body size interacts with the warming in some measures, proving to be important in response to climate changes. The higher temperature led to less capture time in Belostoma sp., interacted with size in Erythrodiplax sp. and Nehalennia sp., while increased with the treatment in Buenoa sp. The prey handling time was only affected by size in Erythrodiplax sp. The consumption rates increased in the higher temperature in Belostoma sp. but decreased in Buenoa sp. In Erythrodiplax sp., the consumption varied with size in each treatment, showing a more complex interaction. Regarding growth rates, Belostoma sp. showed an acceleration in smaller sizes caused by warming, but this acceleration was weaker in the bigger ones. Our results suggest that the response of aquatic predators is not homogeneous. And that may vary depending on traits like different thermal sensitivities, size ranges, behaviors, predation strategies, and prey types. Also, as the size differentially affects the behavioral and physiological response of predators, interspecific differences might interfere with the body size effects on the predation response to increased temperatures. The response of this interaction to warming seems not to follow a unique pattern between the differnt species of predators. This must be considered in the conservation of the biodiversity of freshwater ecosystems in the face of the recent climate changes Mestrado Ecologia Mestre em Ecologia CAPES 1688675

Material suplementar disponível em http://dx.doi.org/10.2989/1814232X.2017.1387605 Knowledge of trophic interactions between the key components of marine communities is required to understand food-web dynamics and develop ecosystem-based management approaches. In West Africa, where fisheries sustain the livelihoods of a significant part of the human population, this understanding is even more urgent, especially in the face of rapidly expanding fisheries and some stock collapses in the region. We studied the feeding ecology of the Crevalle jack Caranx hippos, West African Spanish mackerel Scomberomorus tritor and Guinean barracuda Sphyraena afra in the Bijagós Archipelago, Guinea-Bissau. These are the most abundant pelagic predatory teleost fishes in the area, but little is known about their ecology despite being species with commercial and recreational value, and they likely also play an important role in various African coastal ecosystems. Our findings show a high degree of dietary overlap among these three predator species, despite some degree of segregation by prey size and type. All three predators depend on Sardinella maderensis as the most important prey, which together with other members of the Clupeidae represented 47–96% of the ingested prey items. There was little difference in the diets of the predators between the dry and rainy seasons. These novel findings suggest a ‘wasp-waist’-structured ecosystem in the Bijagós Archipelago in which S. maderensis is the central small-sized pelagic fish species, and stress the need for an ecosystem-based approach to fisheries management in the region, with precautionary measures taken to avoid the overexploitation of clupeids. Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT); MAVA Foundation through a project granted to IBAP (Guinea-Bissau) info:eu-repo/semantics/publishedVersion

O sequenciamento da produção é um processo importante de tomada de decisão usado nas indústrias a fim de alocar tarefas aos recursos. Dada a relevância desse tipo de problema, a pesquisa em programação da produção faz-se necessária. Este trabalho envolve o processo de otimização nos seguintes problemas: máquina única, máquinas paralelas idênticas, máquinas paralelas idênticas com release time, máquinas paralelas não relacionadas com setup time dependente da sequência e das máquinas, e flow shop flexível com setup time dependente da sequência e dos estágios. Além disso, múltiplos e conflitantes objetivos devem ser otimizados ao mesmo tempo na programação de produção, e a literatura vem mostrando avanço nesse sentido. O presente trabalho analisa os objetivos comumente adotados e propõe um conjunto de pares de objetivos. Análise de correlação e árvore de agregação são utilizadas aqui para indicar as possibilidades de agregação entre os objetivos conflitantes. Meta-heurísticas são comumente adotadas para resolver os problemas de escalonamento abordados neste trabalho e duas delas, o Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) e a Presa Predador (PP), são aplicados aos problemas multiobjetivo propostos a fim de estudar suas adequações aos novos casos. O NSGA-II é um dos Algoritmos Genéticos mais utilizados em problemas de escalonamento. A PP é uma abordagem evolutiva recente para problemas de programação da produção, cada predador é responsável por tratar um único objetivo. Uma generalização para a técnica PP em que os predadores consideram de forma ponderada ambos os objetivos é também proposta. Adicionalmente, a influência da adoção de busca local sobre essas técnicas é analisada. Experimentos computacionais adotando hipervolume como métrica de desempenho foram conduzidos visando avaliar as técnicas computacionais consideradas neste trabalho e suas variantes. The sequencing of the production is an important process in decision-making and it is used in industries in order to allocate tasks to resources. Given the relevance of this kind of problem, the research in production scheduling is necessary. This study involves the process of optimization in the following problems: single machines, parallel identical machines, parallel identical machines with release time, unrelated parallel machines with setup time dependent on the sequence and on the machines, and flow shop which is flexible with setup time dependent on the sequence and stages. Moreover, multiple and conflicting objectives must be optimized at the same time in production scheduling and the literature has been showing progress in this sense. The present study analyses the commonly adopted objectives and suggests a set of objective pairs. Correlation analysis and aggregation trees are used here to indicate possibilities of aggregation among the conflicting objectives. Metaheuristics are commonly used to solve the sequencing problems addressed in this study and two of them, the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II) and Predator-Prey(PP), are applied to the proposed multiobjective problems in order to study their adjustments to the new cases. The NSGA-II is one of the most used genetic algorithms in sequencing problems. The PP is a recent evolutionary approach to scheduling problems, where each Predator is responsible for dealing with just one objective. A generalization of the PP technique, in which Predators considered both objectives using weights, is also proposed. In addition, the influence of the adoption of local search on these techniques is analyzed. Computational experiments adopting the hypervolume as a performance measure were conducted aiming at evaluating the computational techniques considered in this study and their variants.

This study investigated the diet of seven species of fish that consume predominantly benthic macroinvertebrates, and the availability of these organisms in the environment. It was tested the hypothesis that while all consume benthic prey, they use these resources differently. Fish and macroinvertebrate were sampled in four streams wich belong to the Pirapó River sub-basin (upper Paraná River Basin). Fish diet was evaluated by the volumetric method. Individual and interspecific variation in diet composition were synthesized by an ordination analysis (PCoA), and interspecific differences in diet composition were tested by a PERMANOVA. To estimate the trophic niche breadth it was used the standardized index of Levins. The abundance of macroinvertebrates was expressed as number of individuals /m². To verify the existence of correlation between the abundance of macroinvertebrates consumed and available in the environment, a Spearman correlation was used. The seven species analyzed essentially consumed aquatic insects, but for most of them were registered significant differences in diet composition. The values for trophic niche breadth were low for all species (

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Many kinds of interactions among species occur in nature, these relationships can be mutually beneficial as both antagonistic. The predator-prey relationship is an example of consumer-resource interactions, which organizes the biological communities in food chains. This work is divided in two chapters, the first is related to how the assemblage of lizards of Monumento Natural Grota do Angico use trophic resources and how the diet is influenced by the availability of local food and seasonality. The second chapter refers to a field experiment focused on the frequency of attacks to the artificial replicas of lizards. Information on the frequency of tail breakage was also used. This information has been confronted with characteristics of the environments studied, periods, predators, sex and foraging strategies. The study was conducted from January 2012 to June 2013 for diet and frequency of tail breaks data and two separate campaigns in July (rainy season) and November (dry season) for the experiment with the replicas in an area of Caatinga of Sergipe the Monumento Natural Grota do Angico. In general, the species had similar diets, Isoptera was the most important prey to A. ocellifera, G. geckoides, L. klugei and B. heathi and Formicidae to T. hispidus and T. semitaeniatus demonstrating a high electivity of a few food resource categories by the species. The prey consumption by each species in both periods was similar in the frequency of categories used, but differed in the type of prey. There was no difference between the diet of the species and the food availability, indicating that it reflects environmental availability. We observed differences between periods regarding the frequencies of replica attack, being more frequent in the dry season. Evaluation of sites showed that there were differences in the frequency of attacks during the wet season, the same was not observed for the dry season and for general assessment (added information from both periods). The frequency of attacks varied depending on the microhabitats in which they were placed, being more common in soil, and on the types of predators, the attacks were more frequent in the rainy season by birds and in the dry season by ants. Regarding the position where the attack occurred, the body and the head were the most common sites, regardless the category of predator. Regarding the frequency of tail breaks, differences were observed only within the gender, being more common in male individuals. Na natureza ocorrem muitos tipos de interações entre as espécies, relações estas que podem ser tanto antagônicas quanto mutuamente benéficas. A relação predador-presa é um exemplo de interação consumidor-recurso, que organiza as comunidades biológicas em cadeias alimentares. O presente trabalho é apresentado em dois capítulos, sendo o primeiro referente à forma como a taxocenose de lagartos do Monumento Natural Grota do Angico utiliza os recursos tróficos e como a dieta é influenciada pela disponibilidade de alimento local e pela sazonalidade. Já o segundo capítulo refere-se a um experimento de campo focado nas frequências de ataques as réplicas artificiais de lagartos. Informações sobre as frequências de quebra de cauda foram também utilizadas. Essas informações foram confrontadas com características dos ambientes estudados, períodos, predadores, sexo e estratégias de forrageamento. O trabalho foi realizado entre janeiro de 2012 a junho de 2013 para dados da dieta e frequência de quebras de cauda e duas campanhas distintas julho (período chuvoso) e novembro (período seco) para o experimento com as réplicas em uma área de Caatinga de Sergipe, o Monumento Natural Grota do Angico. Em geral, as espécies apresentaram dietas semelhantes, sendo Isoptera a presa mais importante para A. ocellifera, G. geckoides, L. klugei e B. heathi e Formicidae para T. hispidus e T. semitaeniatus demonstrando uma alta eletividade de poucas categorias de recursos alimentares pelas espécies. O consumo de presas por cada espécie nos dois períodos foi semelhante em relação à frequência de categorias utilizadas, mas diferiram no tipo de presa. Não houve diferença entre as dietas das espécies e a disponibilidade, indicando que elas refletem a disponibilidade no ambiente. Variações entre os períodos foram verificadas em relação às frequências de ataque as réplicas, sendo mais frequentes no período seco. Em uma avaliação realizada por sítios, houve diferenças nas frequências de ataques para o período chuvoso, o mesmo não foi observado para o período seco e para avaliação geral (informações somadas dos dois períodos). As frequências de ataque variaram também em função dos microhabitats em que foram colocadas, sendo mais comuns no solo, e em relação aos tipos de predadores, mais frequentes por aves no período chuvoso e por formigas no período seco. Em relação à posição em que o ataque ocorreu, o tronco e a cabeça foram os locais mais comuns, independente da categoria de predador. Quanto às frequências de quebras de cauda, foram observadas diferenças apenas em relação aos sexos dos indivíduos, mais comuns em machos.

In this work we studing a generalized predator-prey system in a spatial domain, in terms of formation. We show parameter, regions where transcritical, Hopf and Turing bifurcations appear are presented, and also some spatial patterns that arise for specific parameters in the Turing region are also shown. Neste trabalho estudamos um sistema presa-predador generalizado, num domínio espacial, sob o aspecto de formação de bifurcações. Regiões de parâmetros onde bifurcações transcrítica, de Hopf e de Turing aparecem são apresentadas, assim como alguns padrões espaciais que surgem para parâmetros específicos na região de Turing também são mostrados.

Agradecimentos: Agradecemos aos professores Sergio Furtado dos Reis e Paulo Guimarães Júnior por sugestões e comentários que muito contribuíram na redação deste trabalho. Agradecemos também o apoio financeiro da FAPESP e do CNPq Abstract: O modelo clássico de Lotka e Volterra foi proposto com o objetivo de entender o caráter oscilatório das populações de predadores e presas. Por trás da grande simplicidade deste modelo, que descreve como o número total de indivíduos de cada espécie varia com o tempo, está a hipótese de que as interações entre os indivíduos das populações são suficientemente aleatórias para que suas distribuições espaciais possam ser ignoradas. Assim, fatores como heterogeneidades ambientais, variações locais de densidade populacional e efeitos de sincronização de subpopulações, entre outros, não são levados em conta. No entanto, esses fatores podem ser relevantes para a dinâmica do sistema, e seus efeitos devem ser avaliados e compreendidos antes de se optar por uma descrição simples ou mais sofisticada do problema. Neste artigo pretendemos discutir alguns dos efeitos que surgem quando substituímos as modelagens do tipo ‘campo médio’, como a de Lotka e Volterra, por modelagens espacialmente explícitas. O ingrediente fundamental da nossa análise será a introdução de uma área de forrageio, que substitui as interações aleatórias entre indivíduos por interações locais, limitadas por um alcance espacial fixo. Mostraremos que, em algumas situações, essa modificação pode ter consequências importantes, levando a previsões distintas dos modelos de campo médio e permitindo a análise da formação de padrões espaciais de densidade e o estudo de sincronização Resumo: O modelo clássico de Lotka e Volterra foi proposto com o objetivo de entender o caráter oscilatório das populações de predadores e presas. Por trás da grande simplicidade deste modelo, que descreve como o número total de indivíduos de cada espécie varia com o tempo, está a hipótese de que as interações entre os indivíduos das populações são suficientemente aleatórias para que suas distribuições espaciais possam ser ignoradas. Assim, fatores como heterogeneidades ambientais, variações locais de densidade populacional e efeitos de sincronização de subpopulações, entre outros, não são levados em conta. No entanto, esses fatores podem ser relevantes para a dinâmica do sistema, e seus efeitos devem ser avaliados e compreendidos antes de se optar por uma descrição simples ou mais sofisticada do problema. Neste artigo pretendemos discutir alguns dos efeitos que surgem quando substituímos as modelagens do tipo ‘campo médio’, como a de Lotka e Volterra, por modelagens espacialmente explícitas. O ingrediente fundamental da nossa análise será a introdução de uma área de forrageio, que substitui as interações aleatórias entre indivíduos por interações locais, limitadas por um alcance espacial fixo. Mostraremos que, em algumas situações, essa modificação pode ter consequências importantes, levando a previsões distintas dos modelos de campo médio e permitindo a análise da formação de padrões espaciais de densidade e o estudo de sincronização FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ Aberto

Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin Resumo: Apresentaremos duas formas de modelar a dinâmica de populações ecológicas do tipo cadeia alimentar. Em uma delas consideramos que os indivíduos estão distribuídos homogeneamente no espaço e interagem entre si com iguais probabilidades, de forma que o espaço não precisa ser tratado explicitamente. Este tipo de modelo é conhecido como Modelo de campo médio. Na outra forma de modelagem, consideramos que as espécies estão distribuídas no espaço, onde os indivíduos migram e interagem apenas com aqueles que estão em uma determinada vizinhança de suas posições, o Modelo espacial. Ambos os modelos consideram o tempo discreto e o espaço, no caso do modelo espacial, é simulado por uma rede bidimensional de N x N sítios. Mostraremos as dinâmicas para duas espécies, uma espécie predadora e outra presa, e posteriormente incluiremos uma terceira espécie, de forma a ter uma cadeia alimentar de três espécies, utilizando os dois modelos. No modelo de campo médio de duas espécies observamos atratores no espa»co de fases que vão desde a pontos fixos até atratores caóticos. Ao incluir a terceira espécie os atratores ficam mais elaborados. No modelo espacial evidenciamos que o tamanho da vizinhança de interação modifica consideravelmente a dinâmica e a forma como as espécies se organizam no espaço. Quando a vizinhança de interação assume valores intermediários ocorrem superpopulações, porém ao aumentarmos esta interação as superpopulações desaparecem e o modelo espacial tende ao modelo de campo médio. Observamos também a sincronização da dinâmica das populações dos sítios ao longo do tempo Abstract: We study the dynamics of ecological populations of predators and preys using two different approaches. The first is a Mean Field approach, in which we assume that the individuals are homogeneously mixed in space, so that they interact with one another with equal probability. In this case the space is not explicitly treated. The second approach considers that the individuals are distributed in space, where they can migrate and interact only with those that are in a given neighborhood of their position. In both models we consider time and space in a discrete manner. We study the dynamics generated by the interaction of two species, a predator and a prey, and also the dynamics of a system with three species, using both models. The mean field model shows the appearance of several types of attractors, including chaotic ones. In the spatial model we show that the size of the interaction neighborhood modifies the dynamics and the organization of the species in the space. When the interaction neighborhood has intermediate values, super-populations arise. Nonetheless, if we further increase the size of interaction neighborhood, the super-populations disappear and the spatial model reduces to the mean field model. We also observe situations where the population oscillations become synchronized during the time evolution Mestrado Sistemas Dinâmicos Mestre em Física